Исследование окаменелостей приближает нас к разгадке, как «летающие динозавры» поднялись в воздух

Если вы думаете о летающих динозаврах, вы, вероятно, представляете животное с длинными кожистыми крыльями, острыми когтями и большим клювом. Животное, которое вы представляете, — не динозавр, а представитель группы летающих рептилий под названием птерозавры.

Эти животные примечательны сами по себе: они были первыми позвоночными, которые развили способность к полету, за десятки миллионов лет до птиц или летучих мышей. Возможно, люди думают, что это динозавры, потому что в детских книгах птерозавров иногда называют летающими динозаврами. Какой бы ни была причина, птерозавры заслуживают внимания сами по себе.

До сих пор птерозавров окружает загадка: как они эволюционировали, чтобы летать? Эволюция полета у птиц хорошо изучена. Существует путь от развития перьев для демонстрации к древесным (лазающим по деревьям) планирующим животным, а затем к машущему полету. Однако даже самые ранние известные птерозавры были специализированными летунами с телом, приспособленным для полета. Мы еще не нашли ни одной окаменелости, которая дала бы нам ключ к разгадке того, как птерозавры впервые поднялись с земли.

Птерозавры жили бок о бок с динозаврами, во время, известное как мезозойская эра (от 252 до 66 миллионов лет назад). Они были представлены огромным разнообразием форм и населяли весь земной шар. Хотя самые древние птерозавры были небольшими, не больше чаек, более поздние представители группы были крупнейшими летающими животными из когда-либо существовавших, с размахом крыльев, сравнимым с небольшими самолетами.

Хотя птерозавры были родственниками динозавров, они представляли собой совершенно отдельную группу, примерно так же, как черепахи и крокодилы являются родственниками (оба — рептилии), но они различны и имеют разное происхождение. Динозавры не летали до тех пор, пока не появились настоящие птицы (которые являются группой динозавров). Таким образом, птерозавры были единственными рептилиями, способными летать, в течение очень долгого времени.

Новый ключ к разгадке

Однако недавно были наконец сделаны первые шаги к решению вопроса о происхождении птерозавров. Исследования 2021 года с помощью современных технологий сканирования окаменелостей определили группу доисторических животных, известных как лагерпетиды, как ближайших известных родственников птерозавров. Это помогло ученым построить генеалогические деревья, показывающие, как окаменелости связаны друг с другом, поскольку сканы показали, что они имеют общие анатомические черты.

Лагерпетиды относятся к триасовому периоду, первому периоду мезозойской эры, и появились примерно на 10 миллионов лет раньше первых птерозавров, 236 миллионов лет назад. Это были небольшие, изящные и нелетающие рептилии. Одно из исследований 2021 года показало, что они разделяли с птерозаврами особенности строения внутреннего уха. Эти особенности также конвергентны (сходны, но развились независимо) с особенностями внутреннего уха птиц. Эти особенности важны для баланса и удержания головы в устойчивом положении, что могло быть неотъемлемой частью происхождения полета.

Ранее в 2022 году ученые развили эту гипотезу дальше. Они проанализировали окаменелости вида, известного как Scleromochlus, существа, жившего в Шотландии 235 миллионов лет назад.

Scleromochlus был обнаружен в начале 1900-х годов и известен по семи шотландским скелетам. Их небольшой размер и плохая сохранность затрудняли изучение до недавнего времени. Палеонтолог Давиде Фоффа и его команда использовали микро-КТ-сканирование для исследования этих окаменелых скелетов. Они применили эту технику для создания цифровых 3D-моделей каждого дюйма скелета и изучения анатомии Scleromochlus в мельчайших деталях.

Доисторическое генеалогическое древо

Они обнаружили, что, учитывая новую наблюдаемую анатомию, Scleromochlus был либо самым ранним представителем лагерпетид, либо близким родственником птерозавров — даже ближе, чем другие лагерпетиды. Хотя они не смогли с уверенностью заключить, какой из этих вариантов верен, в любом случае это исследование помещает Scleromochlus ближе к происхождению птерозавров, чем других лагерпетид.

Scleromochlus также обладает некоторыми удивительными анатомическими особенностями. Он не только разделял такие черты, как общее строение тела, с другими лагерпетидами, но также имел общие черты черепа с более поздними птерозаврами, такие как удлиненная заостренная морда.

Scleromochlus, как и птерозавры, не мог лазать по деревьям. Ученые полагают, что именно лазание по деревьям и планирование с них, вероятно, привело к происхождению полета. Но исследование Фоффы предполагает, что особенности черепа и органы чувств равновесия направили птерозавров по их эволюционному пути к настоящему полету, а не анатомия, связанная с лазанием по деревьям, такая как большие острые когти для захвата коры.

Хотя эти адаптации для баланса могли позволить позже развиться лазанью по деревьям, оно не эволюционировало вместе с ним. Лазание развилось для какой-то другой неизвестной цели.

В некотором смысле, исследование Scleromochlus порождает больше вопросов, чем ответов. Когда развились крылья? Почему у него развились эти сенсорные органы равновесия? Однако оно начинает сужать различия между птерозаврами и их ближайшими родственниками, давая нам более конкретную точку во времени для исследования (около 235 миллионов лет назад). Хотя их история неполна, Scleromochlus продвигает нас на одну главу дальше в повествовании о птерозаврах.